鐵素體/馬氏體鋼（FMS）是先進快堆包層/導管材料以及核聚變演示工廠第一壁和包層結構材料的主要候選材料，因為它們在抗輻射高達200dpa的高中子劑量方面是有優勢的。然而，由于高溫下的拉伸和蠕變強度較差，它們的利用率限制在600℃左右。為了獲得更高的設備運行溫度以提高熱效率，人們通過控制合金元素和在FMS中使用穩定的碳化物沉淀進行熱處理來改善高溫性能，特別是在發電工業中的應用。氧化物分散強化（ODS）FMS是一種未來很有利用價值的材料，由于在鐵素體/馬氏體基體中添加了極為熱穩定的氧化物顆粒分散，具有在高溫下使用的潛力（圖1）。

圖1.粉末冶金和機械加工技術原理圖

ODS FMS的發展主要集中在快堆燃料包層應用和聚變堆材料應用等領域。日本核循環發展研究所（JNC）對ODS FMS進行了領先的技術開發，特別強調燃料包層在快堆中的應用。這項技術的研究被認為是擴展性能降低活化鐵素體鋼作為一個系統適用于聚變結構材料。作為先進快堆的一種未來有很大利用價值的包層材料，ODS-FMS的研究和開發工作自1987年開始在JNC進行。與制造供應商合作進行了有關機械研磨（MM）工藝優化以及合金元素對高溫機械強度影響的基礎研究。

基于這些研究的結果，1990年曾對薄壁覆層的熱擠壓和熱軋工藝進行了試驗研究。試驗結果表明，與縱向單軸方向相比，復合材料在雙軸向環向蠕變斷裂強度降低，即強度各向異性，且環向延性明顯降低。根據與九州大學Yoshinaga團隊合作的基礎研究，制造的ODS覆層的這些出乎意料的機械性能歸因于平行于軋制方向的極細長的晶粒之間的晶界滑動。

為了獲得等軸均勻的晶粒，到1994年為止，利用擠壓棒材試驗探索了兩種方法：馬氏體9Cr-ODS鋼（特別是針對抗輻射合金）的a-c相變和鐵素體12Cr-ODS鋼（針對耐腐蝕合金）的另一側再結晶處理。

從1995年到2000年：已經有了廣泛的技術突破用于制造薄壁覆層，以防止中間制造過程中的裂紋萌生，并在相變和再結晶處理的基礎上確保具有優異內部蠕變強度和均勻晶粒形貌的延性。

必須建立厚板和大直徑ODS鋼管的生產工藝，以便將其應用于未來的融合第一壁和包層系統的大截面。

圖2顯示了fusion first wall應用的建議面板生產工藝。用機械球磨的粉末經熱靜壓（HIP）加工出板坯，然后用熱軋直接生產出大尺寸的板材。熱軋工藝在生產過程中是必要的，因為熱靜壓產品產生均勻的結構，但其沖擊性能比上面所述退化。

圖2.提出了驟變第一壁板的生產工藝

作為另一種可選的加工方法：反復進行冷軋和隨后的熱處理，以使最終板具有約2 m x 2 m的尺寸和所需的厚度，并具有足夠的尺寸精度。馬氏體9Cr-ODS鋼的爐冷軟化和鐵素體12Cr-ODS鋼的再結晶退火是冷軋硬化板軟化的必然選擇。通過熱軋直接生產最終形狀在某些情況下是適用的。在最后階段，需要進行等軸晶的熱處理：9Cr-ODS鋼進行a-c相變，12Cr-ODS鋼進行再結晶處理。在鋼鐵行業中，能夠進行生產加工的大型設備已經存在。